家用儲(chǔ)水式電熱水器智能水平評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)解讀

王瑩瑩 陸偉 李繼超 張兆明

中國(guó)家用電器研究院 北京 100178

1 引言

家用儲(chǔ)水式電熱水器作為家中必備，消費(fèi)者對(duì)它的要求已不僅是產(chǎn)品安全，產(chǎn)品的智能化技術(shù)也越來(lái)越受到消費(fèi)者的關(guān)注。所謂智能電熱水器也已不是簡(jiǎn)單的擁有一個(gè)Wi-Fi模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制即可的產(chǎn)品，而是能夠?qū)崿F(xiàn)“智與能”的結(jié)合，能夠?qū)W習(xí)用戶使用習(xí)慣并自主實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的產(chǎn)品。為此，2017年11月9日中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)發(fā)布了T/CAS 286-2017《家用儲(chǔ)水式電熱水器智能水平評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》，規(guī)定了家用儲(chǔ)水式電熱水器智能指數(shù)的評(píng)價(jià)方法。

2 智能等級(jí)評(píng)價(jià)方法

T/CAS 286-2017標(biāo)準(zhǔn)指出了安全、可靠、健康舒適、易用、節(jié)能五個(gè)智能效用，并通過(guò)對(duì)智能功能的評(píng)價(jià)確定智能效用達(dá)到的智能等級(jí)，即產(chǎn)品的智能等級(jí)。每個(gè)智能效用的智能等級(jí)可分為A級(jí)和B級(jí)，等級(jí)的具體劃分詳見(jiàn)表1。

智能指數(shù)可表示“mAnB”的形式（m=0，1，2，3，4，5，n≤5-m），例如“5A0B”表示5個(gè)智能效用均達(dá)到了A級(jí)水平，A級(jí)要優(yōu)于B級(jí)，A越多證明產(chǎn)品智能指數(shù)越高，通常智能指數(shù)達(dá)到3B以上才能成為智能產(chǎn)品。

3 重點(diǎn)智能功能評(píng)價(jià)方法

智能熱水器不僅在安全方面要求更高，而且在性能方面也有了較大的提升，方便用戶使用且更加節(jié)能。標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)用戶的需求提出了多個(gè)智能功能指標(biāo)，通過(guò)對(duì)各功能指標(biāo)的評(píng)價(jià)，綜合評(píng)價(jià)產(chǎn)品的智能指數(shù)。

3.1 信息技術(shù)安全

目前市面上大部分智能熱水器都具有網(wǎng)絡(luò)功能，需要用戶聯(lián)網(wǎng)并輸入相關(guān)信息，網(wǎng)絡(luò)的使用雖然為用戶帶來(lái)了方便，但也對(duì)用戶的信息安全帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)。如何做到器具軟件能夠抵御攻擊并保證數(shù)據(jù)完整性、保密性及可用性成為了設(shè)計(jì)智能熱水器的基本要求。信息技術(shù)安全體現(xiàn)了產(chǎn)品的安全、可靠效用，本標(biāo)準(zhǔn)中網(wǎng)絡(luò)智能家電信息安全保障等級(jí)由低到高分為兩個(gè)級(jí)別：B等級(jí)和A等級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)要求器具的聯(lián)網(wǎng)模塊、遠(yuǎn)程控制端及遠(yuǎn)程管理模塊在信息技術(shù)安全方面至少應(yīng)達(dá)到B級(jí)要求。

3.2 器具自體檢

器具的自體檢功能是指器具能夠根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)判斷器具是否運(yùn)行良好或者器具是否存在故障，器具的故障包括但不限于傳感器故障、超溫故障、干燒故障、用電異常、漏電故障。若存在故障，器具應(yīng)能檢測(cè)出故障并提示用戶和售后，若存在危險(xiǎn)，器具應(yīng)能采取可靠動(dòng)作并提示用戶和售后。根據(jù)器具能夠檢測(cè)到故障的數(shù)量，檢測(cè)到故障后是否能采取相應(yīng)的動(dòng)作來(lái)評(píng)價(jià)器具自體檢功能。器具自體檢功能體現(xiàn)了安全可靠的智能效用，為用戶安全提供了更高一層的保障。

表1 智能效用的智能等級(jí)劃分

3.3 水質(zhì)監(jiān)測(cè)和清潔功能

水質(zhì)監(jiān)測(cè)和清潔功能主要是監(jiān)測(cè)器具內(nèi)膽水質(zhì)，提醒用戶更換濾芯，并提示用戶手動(dòng)或自動(dòng)清洗內(nèi)膽，從而保持洗浴用水潔凈。標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)器具是否能夠自主監(jiān)測(cè)水質(zhì)、監(jiān)測(cè)水質(zhì)的方法以及是否能夠自動(dòng)清洗器具內(nèi)膽來(lái)衡量該功能指標(biāo)。其檢測(cè)方法是通過(guò)人工模擬水質(zhì)變化和時(shí)間積累的方式實(shí)現(xiàn)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)和清潔功能體現(xiàn)了安全、健康、易用效用。

3.4 出水恒溫調(diào)節(jié)功能

出水恒溫調(diào)節(jié)功能是器具根據(jù)用戶設(shè)置的用水溫度、出水流量等參數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)器具工作參數(shù)，從而保證出水溫度的相對(duì)恒定。出水恒溫從恒溫精度和恒溫速度兩個(gè)方面考慮，恒溫精度要求器具在水溫分別設(shè)置為35℃、40℃、45℃，流量為7.2L/min，持續(xù)時(shí)間為10min條件下，水溫波動(dòng)絕對(duì)值不超過(guò)1℃。標(biāo)準(zhǔn)要求的水溫、流量及持續(xù)時(shí)間的參數(shù)是模擬一位用戶的正常使用情況，保證用戶在洗浴過(guò)程中水溫不會(huì)突變。恒溫速度要求器具在水溫設(shè)置為45℃時(shí)，水流量由4L/min調(diào)整為8L/min，或由8L/min調(diào)整為4L/min時(shí)，水溫再次達(dá)到（45±1）℃的時(shí)間不大于3s，恒溫速度是用來(lái)保證用戶在使用過(guò)程中水溫能較快的達(dá)到設(shè)定溫度，從而更加節(jié)約水資源。出水恒溫調(diào)節(jié)功能體現(xiàn)了易用的智能效用，提升了產(chǎn)品性能，提高了用戶使用體驗(yàn)，體現(xiàn)了洗浴舒適性。

3.5 用戶習(xí)慣學(xué)習(xí)功能

用戶習(xí)慣學(xué)習(xí)功能是熱水器智能化的一個(gè)重要體現(xiàn)，該功能要求器具能夠主動(dòng)或被動(dòng)學(xué)習(xí)不同用戶的使用習(xí)慣，通過(guò)學(xué)習(xí)用戶習(xí)慣，從而智能控制加熱或保溫運(yùn)行，滿足用戶用水需求，實(shí)現(xiàn)資源的最有效利用。用戶習(xí)慣學(xué)習(xí)分為學(xué)習(xí)階段和行為表現(xiàn)階段。標(biāo)準(zhǔn)要求在學(xué)習(xí)階段測(cè)試人員每天早上和晚上分別調(diào)節(jié)用水溫度、用水流量、用水時(shí)長(zhǎng)等，并記錄實(shí)際溫度、實(shí)際流量和用水時(shí)長(zhǎng)等參數(shù)，試驗(yàn)至少持續(xù)7天。在行為表現(xiàn)階段，在環(huán)境條件基本保持不變（與學(xué)習(xí)階段的設(shè)定工況相同）和環(huán)境條件發(fā)生較大改變（與學(xué)習(xí)階段的設(shè)定工況有較大變化）兩種情況下，測(cè)試人員分別每天早上和晚上分別調(diào)節(jié)用水溫度、用水流量、用水時(shí)長(zhǎng)等，并記錄實(shí)際溫度、實(shí)際流量和用水時(shí)長(zhǎng)等參數(shù)，試驗(yàn)至少持續(xù)7天。通過(guò)數(shù)據(jù)比對(duì)，判斷器具是否能夠?qū)W習(xí)不同用戶、溫度、模式、時(shí)間等參數(shù)，器具能否在工況發(fā)生變化的時(shí)候進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整。

表2 學(xué)習(xí)階段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（日期：2018年4月2日--2018年4月8日）

表3 行為表現(xiàn)階段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（環(huán)境條件基本不變）（日期：2018年4月9日--2018年4月15日）

表4 行為表現(xiàn)階段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（環(huán)境條件發(fā)生較大變化）（日期：2018年4月16日--2018年4月22日）

圖1 語(yǔ)音控制功能測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)模擬

例如某品牌具有用戶習(xí)慣學(xué)習(xí)功能的熱水器，對(duì)其進(jìn)行三周的數(shù)據(jù)記錄，每天早晚一次記錄器具用水溫度、用水流量、用水時(shí)長(zhǎng)等參數(shù)。表2為學(xué)習(xí)階段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，其實(shí)驗(yàn)室工況條件為：實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度為20℃，濕度為55%RH，進(jìn)水溫度為8℃；表3為行為表現(xiàn)階段環(huán)境條件基本不變的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室工況條件與學(xué)習(xí)階段相同；表4為行為表現(xiàn)階段環(huán)境條件發(fā)生較大變化的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，其中實(shí)驗(yàn)室工況條件為：實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度為20℃，濕度為55%RH，進(jìn)水溫度為22℃。

由表2可以看出，在學(xué)習(xí)階段每天早上7:30和晚上20:30按照同樣的用水規(guī)律用水，讓器具學(xué)習(xí)用戶的用水習(xí)慣，其余時(shí)間是器具的保溫或加熱階段。表3為進(jìn)水溫度為8℃時(shí)用戶的用水情況，從表3可以看出經(jīng)過(guò)一周的學(xué)習(xí)之后，用戶在同樣的時(shí)間用水時(shí)，器具基本能保持用水溫度、用水習(xí)慣、用水時(shí)長(zhǎng)與學(xué)習(xí)階段相同，我們認(rèn)為器具具有主動(dòng)學(xué)習(xí)用戶習(xí)慣的功能，且能夠?qū)W習(xí)不同用戶、溫度、模式、時(shí)間這4種基本參數(shù)。從表4可以看出，當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生較大變化（進(jìn)水溫度為22℃）時(shí)，用戶的用水時(shí)長(zhǎng)變化比較大且不能自適應(yīng)的調(diào)整，因此我們認(rèn)為器具不能夠自適應(yīng)調(diào)整運(yùn)行模式。

3.6 語(yǔ)音控制功能

語(yǔ)音控制功能是人機(jī)交互的一種有效手段，許多電子產(chǎn)品乃至家電產(chǎn)品也開(kāi)始添加語(yǔ)音功能，為用戶帶來(lái)更好的使用體驗(yàn)。但由于中國(guó)語(yǔ)言種類(lèi)多，有普通話還有多種方言，所以對(duì)語(yǔ)音控制功能的要求也比較高。標(biāo)準(zhǔn)要求語(yǔ)音控制功能支持在線或離線語(yǔ)音識(shí)別，且在安靜環(huán)境3m內(nèi)喚醒核心詞和核心指令的識(shí)別率不低于85%，在噪聲環(huán)境3m內(nèi)喚醒核心詞和核心指令的識(shí)別率不低于80%，24小時(shí)家庭環(huán)境噪聲中誤喚醒不超過(guò)3次。試驗(yàn)環(huán)境為：安靜測(cè)試環(huán)境、語(yǔ)音控制功能噪聲測(cè)試環(huán)境、語(yǔ)音控制功能混響測(cè)試環(huán)境。測(cè)試點(diǎn)以器具為幾何中心，分別在地面繪制半徑為1m、2m和3m的三個(gè)半圓，3m半圓上均設(shè)置7個(gè)測(cè)試點(diǎn)，詳見(jiàn)圖1。測(cè)試人員分別站在圖1所示3m半圓測(cè)試點(diǎn)上，進(jìn)行遠(yuǎn)場(chǎng)景喚醒和識(shí)別測(cè)試，記錄喚醒和識(shí)別時(shí)間及成功情況。

4 總結(jié)

智能家用儲(chǔ)水式電熱水器越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞，熱水器的智能指數(shù)認(rèn)證不僅協(xié)助企業(yè)提高產(chǎn)品品質(zhì)，為企業(yè)將產(chǎn)品推向市場(chǎng)提供依據(jù)；同時(shí)為消費(fèi)者在選擇產(chǎn)品時(shí)提供衡量指標(biāo)，協(xié)助消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)的心儀的產(chǎn)品。